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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch
1 sowie auf einen Wischarm gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 19.
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Wischarme
für Scheibenwischeranlagen
von Fahrzeugen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie bestehen
in der Regel aus einem Lager- oder Befestigungsstück, mit
dem der jeweilige Wischarm an einem Scheibenwischerantrieb, beispielsweise
an einer Wischwelle dieses Antriebs befestigbar ist, und aus einem
mit dem Befestigungsstück über ein
Wischarmgelenk gelenkig verbundenen Gelenkstück, welches Bestandteil des
zur Befestigung des Wischblattes dienenden Wischarmabschnittes ist,
sich also zwischen dem Wischarmgelenk und der Befestigung für das Wischblatt
erstreckt, oder aber mit einem die Befestigung für das Wischblatt aufweisenden
Wischarmabschnitt, beispielsweise mit einer Wischarmstange verbunden ist.
Zwischen dem Befestigungsstück
und dem Gelenkstück
wirkt ein Federelement, mit welchem das für das Anpressen des Wischblattes
gegen die Fahrzeugscheibe erforderliche Moment um die Gelenkachse
des Wischarmgelenks erzeugt wird.
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Zur
Vereinfachung der Montage des Wischarmgelenks, insbesondere auch
zur Reduzierung der bei der Montage zu handhabenden Einzelteile
ist bereits bekannt, den das Wischarmgelenk bildenden Gelenkzapfen
am Befestigungsstück
(
DE 10 2004 031
322 A1 ) oder aber an dem als U-Profil ausgebildeten Gelenkstück anzuformen (
EP 0 845 3948 ). Nachteilig
hierbei ist u.a., dass die den Lager- oder Gelenkzapfen aufnehmenden
Lagerstellen oder -öffnungen
offen ausgebildet werden müssen,
um bei der Montage ein radiales Einführen der Gelenkzapfen in die
Lagerstellen zu ermöglichen.
Durch die offene Ausbildung ergeben sich sehr ungünstige Verhältnisse
insbesondere bezüglich
der beim Wischvorgang am Wischarmgelenk auftretenden Kräfte und
Momente, speziell auch in der Form, dass es durch die offenen Lagerstellen
zu hohen Biegebelastungen an den einzelnen Bauteilen kommt. Nachteilig bei
diesen bekannten Verfahren sind auch die weiterhin relativ hohen
Montagekosten und das zum Teil große Passungsspiel im Bereich
des Wischarmgelenks.
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Bekannt
ist weiterhin die Herstellung von Tragbügeln für Wischblatter von Fahrzeug-Scheibenwischanlagen
(
DE 198 41 332 A1 ),
wobei der jeweilige Tragbügel
aus einem Hauptbügel
besteht, an dessen Bügelenden
Zwischenbügel über ein
von wenigstens einen Gelenkzapfen gebildetes Gelenk verschwenkbar
vorgesehen sind. Die Herstellung dieser Tragbügel erfolgt in der Weise, dass
zunächst
die Zwischenbügel
aus Kunststoff spritzgegossen und hierbei zur Bildung der Gelenkstellen
Vertiefungen oder Zapfen ein- oder angeformt werden. In einem weiteren
Verfahrensschritt wird dann auf die Zwischenbügel ein diese übergreifender
Lagerkörper formschlüssig aufgespritzt,
und zwar unter Verwendung eines Kunststoffs, der mit dem Kunststoff
der Zwischenbügel
verbindungsfrei bleibt. Auf diese Lagerkörper wird dann in einem dritten
Verfahrensschritt der Hauptbügel
aufgespritzt, und zwar derart, dass jeder Lagerkörper sich an einem Ende des Hauptbügels befindet
und mit diesem Ende fest verbunden ist. Dieses bekannte Verfahren
ist für
die Ausbildung eines Wischarmes im Bereich des Wischarmgelenks weder
bestimmt, noch geeignet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches eine vereinfachte
Herstellung von Wischarmen für
Scheibenwischeranlagen, insbesondere auch in der Weise ermöglicht,
dass bei den hergestellten Wischarmen während des Wischbetriebes eine
optimale Übertragung
von Kräften
und Momenten zwischen dem Befestigungsstück und dem Gelenkstück gewährleistet
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch
1 ausgebildet. Ein Wischarm ist Gegenstand des Patentanspruches 19.
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Die
Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass das Befestigungsstück sowie
das Gelenkstück
einschließlich
des diese Bauteile miteinander verbindenden Wischarmgelenks in einem
Montagespritzgießverfahren
gefertigt werden, d.h. in einem Verfahren, in welchem in einem ersten
Verfahrensschritt zunächst
eines dieser beiden Bauteile und in einem anschließenden Verfahrensschritt
vorzugsweise in der selben Spritzgießform lediglich durch Freigabe
einer weiteren Kavität
bzw. eines weiteren Formraumes das andere Bauteil jeweils durch
Spritzgießen
erzeugt werden. Das im ersten Verfahrensschritt erzeugte Bauteil
definiert dabei den für
das Spritzgießen
des zweiten Bauteils verwendeten Formraum zumindest teilweise, insbesondere
auch im Bereich des Wischarmgelenks. Hierdurch lassen sich unter
Berücksichtigung
der Formgebung der Bauteile sowie unter Berücksichtigung der Schwindungseigenschaften
des für
das Spritzgießen
insbesondere des zweiten Bauteils verwendeten Kunststoffs u.a. Lagerstellen
und/oder Führungen
zwischen dem Befestigungsstück
und dem Gelenkstück mit
geringem Passungsspiel und/oder mit vorgegebener Spaltbreite reproduzierbar
realisieren.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im
Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Befestigungsstück sowie
ein mit diesem gelenkig verbundenes Gelenkstück eines Wischarmes eines Scheibenwischers
für Fahrzeugscheiben, beispielsweise
für Fahrzeugheckscheiben;
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2 in
Einzeldarstellung und im Schnitt das Befestigungsstück;
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3 eine
Draufsicht auf das Befestigungsstück der 2;
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4 in
vereinfachter Teildarstellung das Befestigungsstück und das mit diesem über das Wischarmgelenk
verbundene Gelenkstück
bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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In
den 1–3 sind 1 das
Befestigungsstück
und 2 das Gelenkstück
eines in der 1 allgemein mit 3 bezeichneten,
dort aber nur teilweise dargestellten Wischarmes eines Scheibenwischers für Fahrzeugscheiben,
beispielsweise für
Fahrzeugheckscheiben. Das Befestigungsstück 1 ist bei montiertem
Wischarm 3 auf einer in der 1 mit unterbrochenen
Linien angedeuteten Wischwelle 4 befestigt, die um ihre
Wischwellenachse durch einen Antrieb dreh- bzw. schwenkbar angetrieben
ist.
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Das
Befestigungsstück 1 ist
bei der dargestellten Ausführungsform
als Spritzgießteil
aus einem Kunststoff eines ersten Typs, z.B. aus einem thermoplastischen
Kunststoff eines ersten Typs, durch Spritzgießen hergestellt. Die Öffnung 5 ist
dabei von einem umspritzten hülsenartigen
Einsatz 6 aus einem metallischen Werkstoff gebildet.
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Das
Gelenkstück 2 ist
bei der dargestellten Ausführungsform
aus einem Kunststoff eines zweiten Typs, z.B. aus einem thermoplastischen
Kunststoff eines zweiten Typs, durch Spritzgießen gefertigt, und zwar mit
zwei Schenkeln 7 und einem diese Schenkel miteinander verbindenden
Jochabschnitt 8 in der Weise, dass bei montiertem Wischarm 3 die
offene Seite dieses U-Profils der jeweiligen Fahrzeugscheibe zugewandt
ist. Innenliegend ist das Gelenkstück 2 bzw. das dieses
Gelenkstück
bildende Profil im Bereich des Jochabschnittes 8 durch
mehrere quer- bzw. senkrecht zur Längserstreckung des Gelenkstücks 2 orientierte
Stege 9 verstärkt.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
bildet das Gelenkstück 2 denjenigen
Wischarmabschnitt, an dem auch das nicht dargestellte Wischblatt
befestigt ist, und erstreckt sich somit ausgehend von dem Befestigungsstück 1 über die
gesamte Länge
des Wischarms 3. Grundsätzlich
besteht aber auch die Möglichkeit,
an dem Gelenkstück 2 ein
beispielsweise von einer Stange aus Metall gebildetes Wischarmelement
vorzusehen, welches dann über
das dem Befestigungsstück 1 abgewandte
Ende des Gelenkstücks 2 wegsteht
und an seinen dem Gelenkstück 2 entfernt
liegenden Ende Mittel zur Befestigung des Wischblattes aufweist.
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Über ein
Wischarmgelenk 10 ist das Gelenkstück 2 gelenkig mit
dem Befestigungsstück 1 verbunden,
und zwar u.a. zum Wegklappen des von dem Gelenkstück 2 gebildeten
bzw. mit diesen Gelenkstück
verbundenen und das Wischblatt tragenden Wischarmelementes von der
Fahrzeugscheibe in eine Serviceposition bzw. für Wartungszwecke sowie auch
zur Sicherstellung der erforderlichen Anlage des Wischblattes gegen
die Fahrzeugscheibe während
des Wischbetriebes.
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Das
Wischarmgelenk 10 ist im Wesentlichen von einem Gelenkzapfen 11 gebildet,
auf dem das Gelenkstück 2 mit
Gelenkstellen oder -öffnungen
an seinem dem Befestigungsstück 1 benachbarten
Ende, beispielsweise an den Schenkeln 7, schwenkbar gelagert
ist.
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Zur
Erzeugung der für
den Wischbetrieb notwendigen Anpresskraft des Wischblattes gegen
die Fahrzeugscheibe ist ein Federelement in Form einer gewendelten
Zugfeder 12 vorgesehen, die mit einem Ende an einem Zapfen 13 am
Befestigungsstück 1 und
mit ihrem anderen Ende an einem als Federlager ausgebildeten Steg 14 an
der Innenseite des U-förmigen
Gelenkstücks 2 eingehängt ist.
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Wie
insbesondere die 2 und 3 zeigen,
ist das Befestigungsstück 1 an
einem radial gegenüber
der Öffnung 5 versetzten
Abschnitt gabelartig mit zwei Wandabschnitten 15 ausgebildet,
zwischen denen sich die jeweils beidendig an einem Wandabschnitt 15 gehaltenen
Zapfen 11 und 13 erstrecken. Der über das
Wischarmgelenk 10 bzw. den Gelenkzapfen 11 mit
dem Gelenkstück 1 verbundene Abschnitt
des Gelenkstücks 2 ist
hierbei in dem zwischen den beiden Wandabschnitten 15 gebildeten Raum 16 aufgenommen.
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Die
Herstellung des von dem Befestigungsstück 1 und dem Gelenkstück 2 gebildeten Wischarmgelenks 10 erfolgt
in einem so genannten Montagespritzen oder Montagespritzgießverfahren
in einer einzigen Spritzgießform,
d.h. ohne Wechseln der Spritzgießform. Hierbei wird z.B. zunächst das Befestigungsstück 1 mit
allen seinen Elementen, insbesondere auch mit den Wandabschnitten 15 und den
sich zwischen diesen Wandabschnitten erstreckenden und beidendig
in jeweils einem Wandabschnitt übergehenden
Zapfen 11 und 13 geformt bzw. abgespritzt. Im
Anschluss daran wird dann über
entsprechende Schieber der Formraum zum Formen des Gelenkstücks 2 freigegeben
und das Gelenkstück 2 mit
einer zweiten Kunststoffkomponente durch Spritzgießen hergestellt,
und zwar insbesondere auch derart, dass hierbei durch Umspritzen
des Zapfens 11 geschlossenen Lagerstellen für den Zapfen 11 und
damit die gelenkige Verbindung zwischen dem Befestigungsstück 1 und
dem Gelenkstück 2 erzeugt
werden. Die beiden für
das Spritzen des Befestigungsstücks 1 und
das Spritzen des Gelenkstücks 2 verwendeten
Kunststoffe bzw. Kunststoffkomponenten des ersten bzw. zweiten Typs
sind u.a. so aufeinander abgestimmt, dass sie keine chemische Verbindung
miteinander eingehen. Weiterhin ist durch entsprechende Wahl der
Kunststoffkomponenten sowie durch konstruktive Maßnahmen
sichergestellt, dass u.a. auch unter Berücksichtigung der Schwindungseigenschaften
des Kunststoffmaterial, welches für den zweiten Spritzvorgang,
nämlich
für das
Spritzgießen
des Gelenkstücks 2 verwendet wird,
ein definiertes Passungsspiel und/oder ein definierter Spalt zwischen
einander benachbarten Flächen
des Befestigungsstücks 1 und
des Gelenkstücks 2 erreicht
werden, so dass für
die Schwenkbewegung und Führung
des Gelenkstücks 2 am
Befestigungsstück 1 definierte
und reproduzierbare Verhältnisse
erzielt werden.
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Das
Verfahren hat auch den Vorteil, dass ein Teil der Kavität bzw. des
Formraumes zum Formen des Gelenkstücks 2 durch das Befestigungsstück 1 begrenzt
oder definiert ist. Hierdurch ist es möglich, das angestrebte Passungsspiel
genau anzuhalten, und zwar auch unabhängig von maßlichen Abweichungen am Befestigungsstück, insbesondere
auch unabhängig
von durch Schwindung bedingten maßlichen Abweichungen am Befestigungsstück 1.
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Mit
dem Verfahren wird somit neben der Umspritzung des Zapfens 11 und
der hierdurch erzeugten geschlossenen und auch zur Aufnahme von Lochleibungskräften geeigneten
Lagerstellen am Gelenkstück 2 eine
definierte Führung
zwischen dem Befestigungsstück 1 und
dem Gelenkstück 2 an
einander benachbarten Flächen
dieser Bauteile erreicht.
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Es
versteht sich, dass bei diesen Montagespritzen nicht nur der die Öffnung 5 bildende
Einsatz 6 in das verwendete Werkzeug zum Umspritzen eingebracht
werden kann, sondern ggs. auch andere beispielsweise aus Metall
gefertigte Funktionselemente. So ist es insbesondere auch möglich, anstelle eines
aus dem Kunststoff des Befestigungsstücks 1 geformten Zapfens 11 und/oder 13 einen
aus Metall gefertigten Zapfen vorzusehen, der dann als vorgefertigtes
Bauteil in die Spritzgießform
vor dem Spritzgießen
des Befestigungsstücks 1 eingebracht
und durch Umspritzen beidendig in jeweils einem Wandabschnitt 15 verankert
wird.
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Nach
dem Montagespritzgießen
ist lediglich noch eine Montage des Federelementes 12 erforderlich.
Eine weitere Bearbeitung des Befestigungsstücks 1 und/oder des
Gelenkstücks 2 ist
nicht erforderlich. Eventuelle beim Spritzgießen durch das verwendete Werkzeug
bzw. dessen Schieber, insbesondere auch an der sichtbaren Oberfläche des
Befestigungsstücks 1 und/oder
des Gelenkstücks 2,
im Bereich des Wischarmgelenks 10 erzeugte Narbungen oder
andere Fehlstellen können
evtl. durch Verwendung einer auf das Gelenkstück 1 nach der Montage aufgesetzten
und in der 1 mit unterbrochenen Linien
angedeuteten Kappe 17 aus Kunststoff oder einem anderen
geeigneten Material abgedeckt werden.
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Abweichend
von der vorher beschriebenen Ausführungsform besteht auch die
Möglichkeit,
in dem ersten Verfahrensschritt das Befestigungsstück 1 mit
den Lagerstellen oder Lageröffnungen
in den Wandabschnitten 15 zu fertigen und dann in dem nachfolgenden
Verfahrensschritt das Gelenkstück 2, und
zwar in der Form, dass das hierbei verwendete Kunststoffmaterial
in die Lageröffnungen
in den Wandabschnitten fließt
und dadurch in diese Lageröffnungen
eingreifende, über
die Außenflächen der Schenkel 7 wegstehende
Gelenkbolzenabschnitte des einstückig
mit dem Gelenkstück 2 hergestellten Gelenkbolzens 11 formt.
Diese Ausführungsform
u. a. den Vorteil, dass durch die Schwindungseigenschaften des für das Spritzgießen des
Gelenkstücks 2 verwendeten
Kunststoffs nicht nur die Spaltbreite zwischen der Außenfläche der
Schenkel 7 und dem jeweils benachbarten Wandabschnitt 15,
sondern bei der Fertigung des Gelenkzapfens 11 bzw. der
Zapfenabschnitte aus Kunststoff und einstückig mit dem Gelenkstück 2 auch
das Spiel des Gelenkzapfens 11 in den Lagerstellen des
Befestigungsstücks 1 sehr genau
und reproduzierbar eingestellt werden können.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass bei dem Montagespritzgießen als
erstes Bauteil zunächst
das Befestigungsstück 1 und
anschließend dann
das Gelenkstück 2 erzeugt
werden. Selbstverständlich
kann die Reihenfolge des Spritzgießens auch umgekehrt sein, d.h.
in einem ersten Verfahrensschritt des Montagespritzgießens wird
zunächst das
Gelenkstück 2 mit
allen seinen Elementen, d.h. mit den beiden Schenkeln 7,
dem Jochabschnitt 8, den Verstärkungsstegen 9 und
dem Steg 14, aber auch mit dem das Wischarmgelenk 10 bildenden Zapfen 11 hergestellt.
Dieser sich zwischen den Schenkeln 7 erstreckende und beidendig
in jeweils einem Schenkel 7 gehaltene Zapfen ist dann beispielsweise
einstückig
mit dem Gelenkstück 2 hergestellt,
d.h. er besteht ebenfalls aus dem für das Gelenkstück 2 verwendeten
Kunststoff, oder aber der Zapfen 11 ist ein aus einem metallischen
Material, beispielsweise aus Stahl gefertigter Zapfen, der in die Montagespritzgießform eingesetzt
und beim Herstellen des Gelenkstücks 2 an
seinen beiden Enden umspritzt wird. In einem zweiten Verfahrensschritt
erfolgt dann das Spritzgießen
des Befestigungsstücks 1,
und zwar wiederum dadurch, dass über
entsprechende Schieber die teilweise bereits durch das Gelenkstück 2 definierte
Kavität
(Formraum) für
das Befestigungsstück 1 freigegeben
und beim Spritzgießen u.a.
der Zapfen 11 zur Bildung der geschlossenen Gelenkstellen
umspritzt wird.
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Die 4 zeigt
in vereinfachter Teildarstellung und in Draufsicht das dem Befestigungsstück 1 entsprechende
Befestigungsstück 1a und
das dem Gelenkstück 2 entsprechende
Gelenkstück 2a.
Beide Bauteile sind wiederum über
das dem Wischarmgelenk 10 entsprechende Wischarmgelenk 10a gelenkig
miteinander verbunden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich
von der Ausführungsform
der 1–3 dadurch,
dass das zumindest über
eine Teillänge
als U-Profil ausgebildete Gelenkstück 2a mit seinen Schenkeln 7 das
Befestigungsstück 1 an dem
Abschnitt 18 übergreift
und beim Schwenken um die Achse des Wischarmgelenks 10a bzw.
um die Achse des Gelenkzapfes 11 mit den Innenflächen der Schenkel 7 an
den Außenflächen des
Abschnitts 18 geführt
ist. Im Abschnitt 18 ist auch der Zapfen 13 für das in
dieser Figur nicht dargestellten Federelementes 12 (Zugfeder)
vorgesehen, und zwar derart, dass der Zapfen 13 im Bereich
eines im Abschnitt 18 eingeformten Schlitzes 19 für das Einhängen der
Zugfeder 12 zugänglich
ist.
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Die
Herstellung des Wischarmgelenkes 10a bzw. des dieses Gelenk
bildenden Bauteile erfolgt wiederum in dem Montagespritzgießverfahren,
allerdings so, dass in einem ersten Verfahrensschritt das Befestigungsstück 1a mit
den Lagerstellen bzw. Lagerbohrungen für den Gelenkzapfen 11 sowie
mit den anderen Funktionselementen, d.h. mit dem Einsatz 6 und
dem Zapfen 13 durch Spritzgießen hergestellt wird. In dem
folgenden Verfahrensschritt wird dann durch teilweises Umspritzen
des Befestigungsstücks 1a das
Gelenkstück 2a mit
dem die Lagerstellen im Befestigungsstück 1a durchgreifenden
und beidendig in jeweils einem Schenkel 7 gehaltenen Gelenkzapfen 11 erzeugt.
Hierbei ist der Gelenkzapfen 11 beispielsweise ein aus
einem metallischen Material, z.B. aus Stahl gefertigtes Bauteil,
welches vor dem Spritzgießen
des Gelenkstücks 2a in
die verwendete Spritzgießform
sowie in das bereits gefertigte Befestigungsstück 1a eingesetzt und
beim Spritzgießen
des Gelenkstücks 2a an
den aus dem Befestigungsstück 1a vorstehenden
Enden umspritzt wird, oder aber der Gelenkzapfen 11 wird
vorzugsweise einstückig
mit dem Gelenkstück 2a dadurch
hergestellt, dass der beim Abspritzen des Gelenkstücks 2a verwendete
Kunststoff auch die im Befestigungsstück 1a bereits vorgeformten
Lagerstellen hineinfließt.
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Die
Ausführungsform
der 4 hat u. a. den Vorteil, dass durch die Schwindungseigenschaften des
für das
Spritzgießen
des Gelenkteils 2a verwendeten bei der Fertigung des Gelenkzapfens 11 aus Kunststoff
und einstückig
mit dem Gelenkstück 2a das
Spiel des Gelenkzapfens 11 in den Lagerstellen des Befestigungsstücks 1a sehr
genau und reproduzierbar eingestellt werden können, und zwar bei praktisch
spielfreier Anlage der Schenkel 7 gegen den Abschnitt 18.
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Unabhängig von
der jeweiligen Ausführungsform
erfolgt das Montagespritzgießen
der beiden Bauelemente, nämlich
des Befestigungsstücks 1, 1a und
des Gelenkstücks 2, 2a z.B.
in einer Spritzgießform,
in der dann nach dem Spritzgießen
des ersten Bauteils durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch
Schieber der Formraum für
das Spritzgießen
des zweiten Bauteils freigegeben wird. Grundsätzlich besteht aber auch die
Möglichkeit,
dass das erste Bauteil nach dem Abspritzen aus der hierfür verwendeten
Form entnommen und in eine weitere Form eingesetzt wird, in der
dann durch zumindest teilweises Umspritzen des ersten Bauteils das
zweite Bauteil erzeugt wird.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind,
ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke
verlassen wird.
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- 1,
1a
- Befestigungsstück
- 2,
2a
- Gelenkstück
- 3
- Wischarm
- 4
- Wischwelle
- 5
- Öffnung
- 6
- metallischer
Einsatz
- 7
- Schenkel
- 8
- Jochabschnitt
- 9
- Verstärkungsrippe
- 10,
10a
- Wischarmgelenk
- 11
- Gelenkzapfen
- 12
- Federelement
(Zugfeder)
- 13
- Zapfen
- 14
- Steg
- 15
- Wandabschnitt
- 16
- Raum
- 17
- Abdeckkappe
- 18
- Abschnitt
- 19
- Schlitz